固態電池具有高能量密度和高安全性，成為下一代電池的重要發展方向。聚合物固態電解質因輕質、低成本、高柔韌性及易于加工等特點，有望提高電池的能量密度并促進規模化生產。

近日，中國科學院金屬研究所研究員李峰和孫振華團隊在聚合物固態電解質研究領域取得進展。相關研究成果以Adaptive ion diffusion in a highly crystalline pure polymer for stable solid-state batteries為題，發表在《儲能材料》（Energy Storage Materials）上。

該研究在高度結晶的聚環氧乙烷（PEO）塊體中發現了離子的自適應擴散現象并發展出穩態測量方法，克服了傳統電化學阻抗譜法難以測量高結晶純PEO材料中離子傳導能力的局限性，量化了PEO塊體材料在不同溫度下的離子擴散系數。研究表明，PEO材料發生自適應擴散后仍保持高結晶特性，并形成連續的離子傳輸通道。進一步，研究提出了使用高結晶PEO塊體作為中間層的固態電解質組策略，抑制了鋰絲生長引起的固態電池軟短路，提升了電池性能。

這一成果深化了科學家對高結晶聚合物中離子傳輸機制的認識，為開發更安全、更高效的能源存儲系統提供了新見解。

研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的支持。

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高結晶PEO塊體中的離子自適應擴散現象